JPS62347B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関の吸入空気量またはこれ
に相当するパラメータを検出し、電磁的噴射弁を
複数個使用し、この噴射弁を互いに位相をずらし
て駆動して内燃機関の燃料供給量を制御する内燃
機関の燃料制御装置に関する。

内燃機関の燃料制御は例えば内燃機関の吸入空
気量をカルマン渦を利用して検出し、この検出出
力により上記内燃機関の吸入通路に設けられたス
ロツトルバルブの上流に配置された電磁的噴射弁
を制御して内燃機関の燃料供給量を制御するもの
である。

すなわち、流れている流体中に柱状の物体を挿
入すると、この物体の両側面に交互に渦が発生
し、下流に渦列となつて流れてゆく。この渦はカ
ルマン渦と呼ばれ既に周知の現象である。このカ
ルマン渦を利用した流量計の渦発生装置および渦
の検出方法については特公昭51−13428号公報に
詳しく記載されている。

内燃機関の空気の吸入通路にカルマン渦発生装
置を設け、上記内燃機関の吸入空気量を検出する
場合、この吸入空気量に比例してカルマン渦が発
生する。したがつて、このカルマン渦の発生に同
期して、一定巾のパルスを発生するパルス発生器
を駆動し、このパルス巾の期間だけ内燃機関へ燃
料を供給するようにすれば、上記パルス発生器の
出力周波数に比例して内燃機関へ燃料が供給され
ることになる。つまり上記吸入空気量に対し、一
定の割合で内燃機関へ燃料を供給することができ
る。

ここで、燃料の供給に電磁的噴射弁を使用し、
また上記内燃機関の吸入管の集合部に電磁的噴射
弁を配置した場合、電磁的噴射弁の動作時間およ
び燃料霧化などの関係から電磁的噴射弁を複数個
設ける必要がある。

たとえば、電磁的噴射弁を２個設けた場合、こ
の電磁的噴射弁を位相をずらして間欠駆動する方
が内燃機関への燃料供給がスムーズになる。

この場合、上記２個の電磁的噴射弁のそれぞれ
に対して開弁時間を制御するためのタイマを設け
て、この電磁的噴射弁を制御することが考えられ
るが、このタイマは比較的大規模な回路構成が必
要となるため、制御装置が複雑となりかつ高価と
なる。

この発明は、上記従来の欠点を除去するために
なされたもので、複数個の電磁的噴射弁のそれぞ
れに対して、フリツプ・フロツプ回路（以下、
FFと略称する）を設け、上記カルマン渦発生装
置の出力によりこのFFをセツトし、このセツト
した時刻をタイマにより検知し、この時刻に上記
電磁的噴射弁の開弁時間を加算し、上記FFをリ
セツトする時刻を計算し、上記タイマを用いて
時々刻々にFFをリセツトし、複数個のFFのリセ
ツトする時刻を１個のタイマにて制御するように
し、回路の簡素化を行うことのできる内燃機関の
燃料噴射装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の内燃機関の燃料噴射装置の実
施例について図面に基づき説明する。第１図はそ
の一実施例の構成を示すブロツク図である。

この第１図において、１は渦発生装置の外箱
で、内燃機関３の吸入する空気が通過するように
なつており、１１は渦発生体である。

また、２は渦検出装置である。渦検出装置２は
この発明の装置に内蔵された発振回路（図示せ
ず）により駆動され、超音波発信子２１を駆動し
て超音波を発生させるようになつている。超音波
発信子２１は渦発生装置の外箱１に装着されてい
る。

この超音波発信子２１により発生した超音波は
渦発生体１１により渦が発生するごとに、周波数
変調を受けて超音波受信子２２に到達するように
なつている。超音波受信子２２も渦検出装置２に
装着されている。この超音波受信子２２の出力は
渦検出装置２に送られ、この渦検出装置２は上記
超音波周波数の変化を内蔵した図示しないFM信
号復調器で復調し、渦発生体１１の下流部に発生
したカルマン渦の発生周波数に対応した周波数の
パルスを出力するようになつている。

また、３はたとえば、自動車に使用される内燃
機関であり、渦発生体１１および吸入管３５を経
て吸入される空気と、スロツトバルブ３３の上流
に配置された燃料供給弁（電磁的噴射弁）３１，
３２より供給される燃料とにより動作する。スロ
ツトルバルブ３３は内燃機関３に吸入される空気
量を調節する。

燃料供給弁３１，３２には図示しない燃料ポン
プおよび燃料圧力レギユレータが接続され、吸入
管３５の圧力と燃料供給弁３１，３２に供給され
る燃料圧力との差圧が一定にされるようになつて
いる。

内燃機関３にはその冷却水温を検出する水温セ
ンサ３４が設けられている。この水温センサ３４
は、たとえば温度が低いほど抵抗が大きくなるサ
ーミスタのようなものである。

また、４は渦検出装置２の出力する周波数に同
期して噴射弁３１，３２を駆動する制御装置で、
内燃機関３の運転状態に応じて電磁的噴射弁を駆
動するパルス巾を制御するものである。

第２図は、この制御装置４の詳細な構成を示す
ブロツク図である。この第２図において、渦検出
装置２の出力はFF４２へ入力され、FF４２の２
つの出力は、渦検出装置２からパルスが出力する
ごとに反転し、この２つの出力の位相は互に異な
る。

たとえば渦検出装置２からパルスが出力される
とこの出力が一方は「Ｈ」から「Ｌ」レベルへ、
他方の出力は「Ｌ」から「Ｈ」レベルへと変化す
る。FF４２の出力端は単安定マルチバイブレー
タMM１，MM２に接続され、この単安定マルチ
バイブレータMM１，MM２はFF４２の出力が
「Ｌ」から「Ｈ」レベルに変化したとき、短いパ
ルスを出力するものである。

単安定マルチバイブレータMM１の出力端は
FF５１のセツト入力端ＳとレジスタREG１のロ
ード入力端へ接続され、単安定マルチバイブレー
タMM２の出力は、FF５２のセツト入力端Ｓと
レジスタREG２のロード入力端へ接続されてい
る。

レジスタREG１，REG２はロード入力端へ信
号が加えられると加算器ADDの出力を記憶す
る。レジスタREG１の出力端は比較器CMP１
へ、レジスタREG２の出力端は比較器CMP２へ
接続されている。比較器CMP１，CMP２のそれ
ぞれのもう一方の入力端は、タイマ４４の出力端
に接続されている。

比較器CMP１はレジスタREG１の出力とタイ
マ４４の出力を比較し一致したときに出力を発生
しFF５１をリセツトする。

比較器CMP２はレジスタREG２の出力とタイ
マ４４の出力を比較し一致したときに出力を発生
し、FF５２をリセツトする。

加算器ADDはレジスタREG３の出力とタイマ
４４の出力を加算する。

駆動時間制御装置４１は、内燃機関３の運転状
態に基づき、内燃機関３への燃料供給量を決定
し、この燃料供給量に対応して電磁的噴射弁３
１，３２を駆動する時間に相当する数値をレジス
タREG３へストアするようになつている。

駆動時間制御装置４１は、たとえば渦検出装置
２の出力をＦ―Ｖ（周波数―電圧）変換器により
電圧に変換してさらにこの電圧をＡ―Ｄ（アナロ
グ―デイジタル）変換器によりデイジタル数値に
変換して取り込み、またサーミスタ３４の出力値
を同様にしてデイジタル値に変換して取り込むな
どにより、内燃機関３の運転状態を検出するよう
になつている。

FF５１，５２は各セツトされている間、燃料
供給弁３１，３２を駆動し、開弁制御する。タイ
マ４４は発振周期ｔの発振器４３の出力をカウン
トするアツプカウンターで、最大カウント値に達
すると、またゼロからアツプカウントし始める。

次に、以上のように構成されたこの発明の内燃
機関の燃料噴射装置の動作について第３図のタイ
ムチヤートを用いて説明する。駆動時間制御装置
４１が燃料供給弁３１，３２の開弁時間Ｔに相当
する数値ＮをレジスタREG３にストアしたとす
る。ここでＮ＝Ｔ／ｔである。

いま、時刻t₀に渦検出装置２の出力がFF４２
へ入力され単安定マルチバイブレータMM１の入
力が「Ｌ」から「Ｈ」レベルに変化したとする
と、単安定マルチバイブレータMM１は短いパル
スを出力し、FF５１をセツトして、燃料供給弁
３１を駆動する。またそのときの加算器ADDの
値をレジスタREG１へ記憶する。

このとき、タイマ４４の出力する数値がＭとす
るとレジスタREG１へは（Ｍ＋Ｎ）の値が記憶
される。即ち、タイマ４４の出力する数値Ｍは時
刻t₀に対応しており、レジスタREG３の数値Ｎは
開弁時間Ｔに対応しており、この両者は加算器
（ADD）で加算され、レジスタREG１には（t₀＋
Ｔ）が記憶される。比較器CMP１はタイマ４４
が時刻t₁からＭカウントした後、つまり時刻（t₀
＋Ｔ）に出力を発生し、FF５１をリセツトす
る。すなわち、燃料供給弁３１は、単安定マルチ
バイブレータMM１の入力が「Ｌ」から「Ｈ」レ
ベルに変化して、時間Ｔの間駆動される。

同様にして、燃料供給弁３２も単安定マルチバ
イブレータMM２の入力が「Ｌ」から「Ｈ」レベ
ルに変化してから時間Ｔの値だけ駆動される。

この実施例では、燃料供給弁が２個としたが、
３個以上の場合も同様にしてカウンタ１個で構成
することができる。

また、タイマ４４をダウンカウンタとし、減算
器を設けて、FFをリセツトする時刻を決定して
もよい。

なお、レジスタREG１，REG２，REG３、比
較器CMP１，CMP２はタイマ４４より比較的簡
単に構成することができる。

また、駆動時間制御装置をマイクロコンピユー
タで構成する場合はレジスタREG３、加算器
ADDをこのマイクロコンピユータ内のそれを使
用することができ、制御回路がより簡単になる。

さらに、上記実施例では、内燃機関の吸入空気
量に比例して発生するカルマン渦に同期して、上
記内燃機関へ燃料を供給するため加減速などの吸
入空気量の急激な変化に対して燃料の供給を早く
追従させることができる。

また、上記実施例ではカルマン渦に同期して噴
射弁を駆動したが、内燃機関の回転数に同期して
噴射弁を駆動し、吸入空気量に応じて噴射弁の開
弁時間を制御する場合にも本発明を適用すること
ができる。

以上の説明で明らかなように、この発明の内燃
機関の燃料噴射装置によれば、複数個の燃料供給
弁に対応して少なくとも１個のFFを設け、カル
マン渦発生装置の出力によりこのFFをセツトす
るとともにこのセツトした時刻をタイマにて検知
し、この時刻に燃料供給弁の開弁時間を加算し、
FFをリセツトする時刻を計算し、タイマにより
この時刻にFFをリセツトすることにより、１個
のカウンタ手段にて複数個の燃料供給弁の開弁時
間を制御することができ、供給燃料量を正確に制
御することができ、かつ制御回路を簡単に構成で
きるとともに安価に構成できる。

又、燃料供給弁の開弁時間を制御し噴射回数を
制御するものではないので、燃料噴射弁はひんぱ
んな開閉を必要とせず、高性能を要求されない安
価のものを用いることができる。

さらに、タイマ手段を噴射弁の制御以外にも、
たとえば一定時間周期のタイミングを作ることに
も使用でき、１個のタイマ手段で各種の複数個の
時間を制御できるため、より一層の回路の簡素化
が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の内燃機関の燃料噴射装置の
一実施例の構成を示すブロツク図、第２図は同上
内燃機関の燃料噴射装置における制御装置の詳細
な構成を示すブロツク図、第３図はこの発明に係
る燃料噴射装置のタイムチヤートである。 １……渦発生体、２……渦検出装置、３……内
燃機関、４……制御装置、２１……超音波発信
子、２２……超音波受信子、３１，３２……燃料
供給弁、３３……スロツトルバルブ、３４……温
度センサ、３５……吸入管、４１……駆動時間制
御装置、４２，５１，５２……フリツプ・フロツ
プ回路、４３……発振器、４４……タイマ、
REG１，REG２……レジスタ、ADD……加算
器、CMP１，CMP２……比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関に互いに位相をずらせて間欠的に駆
   動されて燃料を供給する電磁的噴射器による複数
   個の燃料供給弁、この燃料供給弁より噴射される
   燃料とともに上記機関に混合気を生じさせる空気
   流量に応じて生じるカルマン渦に対する周波数の
   パルス列を出力する渦検出装置、内燃機関の運転
   状態に応じて燃料供給弁の開弁時間を設定する駆
   動時間制御装置、時間を計数するタイマ手段、上
   記開弁時間とタイマ手段の計数値とを加算する加
   算手段、渦検出装置の出力に同期して加算手段に
   よる加算値を記憶するレジスタ、レジスタの記憶
   値とタイマ手段の計数値を比較し両者が一致した
   とき出力する比較手段、上記複数個の燃料供給弁
   のそれぞれに対応して少くとも１個設けられ上記
   渦検出装置の出力でセツトされてこの燃料供給弁
   を開に駆動するとともに上記比較手段の出力でリ
   セツトされて燃料供給弁を閉じるフリツプ・フロ
   ツプ回路を備えてなる内燃機関の燃料噴射装置。